Tổng quan nghiờn cứu

Tỉng quan nghiên cứu

Trên thế giới cịng như ở ViƯt Nam, ngay từ những năm đầu của thế kỷ XX đà cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về đặc điểm lõm học của rừng. Trong khoảng 30 năm trở lại đõy, nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đà quan tõm đến vấn đề này nhằm xõy dựng cơ sở khoa học cho kinh doanh rừng hỵp lý và cú hiệu quả, đỏp ứng yờu cầu về kinh tế và bảo vệ mụi trường sinh thỏ Những nghiờn cứu về lĩnh vực này bước đầu chủ yếu là định tớnh sau chuyển sang định lượng. Điều đú cú nghĩa là, cỏc quy luật cấu trỳc lõm phần ngày càng được mụ tả nhiều hơn bằng cỏc mụ hỡnh toỏn học, trờn cơ sở đú đề xuất cỏc giải phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động vào rừng theo cỏc mục đớch cú lợi nhất trong sư dơng rừng. Tuy nhiên, viƯc nghiờn cứu đặc điểm lõm học của rừng tự nhiờn vựng nhiệt đới cũn chưa đầy đủ, trong đú việc nghiờn cứu đặc điểm lõm học cho từng trạng thỏi rừng cụ thể trờn những vựng địa lý khỏc nhau cũn nhiều hạn chế.

Để cú thể thấy rừ hơn quỏ trỡnh nghiờn cứu của đề tài này, cần điểm lại một cỏch tổng quỏt những nghiờn cứu cú liờn quan đến nội dung của đề tài như sau:

1.1. Trên thế giới:

Theo Lamprech (1989), khi nghiờn cứu đặc điểm lõm học của rừng đà nhấn mạnh phải đi sõu phõn tớch sự phong phỳ về thành phần loài, sinh trưởng và phỏt triển của cõy rừng, phõn bố số cõy theo cấp kớnh, động thỏi quần thụ, phõn tớch kiểu cỏch tỏi sinh của cỏc loài cõy ưa sỏng và chịu búng.

Theo Melexov (1989), khi nói đến đặc điểm lõm học của rừng người ta thường đề cập đến thành phần và tổ thành cỏc loài cõy; cấu trỳc tuổi; cấu trỳc đường kính; cấu trúc chiỊu cao; cấu trỳc trữ lượng và tiết diện ngang của rừng; quỏ trỡnh tỏi sinh và hỡnh thành rừng; điều kiện mụi trường rừng (khớ hậu, thổ

4

Tất cả cỏc nghiờn cứu về đặc điểm sinh học của loài cõy và loại rừng phải được tiến hành theo vựng địa lý tự nhiờn, theo cỏc đai độ cao và địa hỡnh khỏc nha Những thụng tin về đặc điểm lõm học của rừng được hiểu biết đầy đủ sẽ cho phộp xõy dựng cỏc phương thức lõm sinh hợp lý (Nguyễn Văn Thờm, 2002)[27].

1.1.1.Về thành phần tổ thành cỏc loài cõy

Tổ thành loài cõy khỏc nhau sẽ dẫn đến sự khỏc nhau tương ứng về cỏc đặc trưng cấu trỳc khỏc của rừng. Vỡ vậy, nghiờn cứu thành phần loài và cấu trỳc tổ thành trong rừng tự nhiờn nhiệt đới ẩm được xem như cụng việc đầu tiờn và quan trọng trong nghiờn cứu lõm học của rừng. Richards (1968) [23], đà phõn tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại, đú là rừng mưa hỗn hợp cú tổ thành loài phức tạp và rừng mưa đơn ưu cú tổ thành loài cõy đơn giản. Trong điều kiện đặc biệt thỡ rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cõ Theo Curtis và McIntosh (1950), khi nghiờn cứu độ phong phỳ của loài cõy quan tõm là số lượng cỏ thể của nú tỡm thấy trờn ụ mẫu mà ở đú loài được bắt gặp (George Baur, 1976)[1]. Greig Smith (1964) đề nghị tớnh độ thường gặp của loài cõy bằng cỏch chia khu vực nghiờn cứu thành từng khối, sau đú xỏc định độ thường gặp của loài theo từng khối và tỡm hiểu biến động của loài giữa cỏc khố

1.1.2. VỊ phân bố số cây theo cấp chiỊu cao:

Phần lớn cỏc tỏc giả khi nghiờn cứu cấu trỳc lõm phần theo chiều thẳng đứng đà dựa vào phõn bố số cõy theo cấp chiều ca

Phương phỏp kinh điển nghiờn cứu cấu trỳc đứng rừng tự nhiờn là vẽ cỏc phẫu đồ đứng với cỏc kớch thước khỏc nhau tựy theo mục đớch nghiờn cứ

5

Phương phỏp này được nhiều nhà nghiờn cứu rừng nhiệt đới áp dơng như Richards (1950), Meyer (1952), Rollet (1985), đỏng chỳ ý là cụng trỡnh nghiờn cứu của Richards (1968)[23], tỏc giả cuốn "Rừng mưa nhiệt đới" tổng kết cỏc kết quả nghiên cứu vỊ cấu trúc rừng tự nhiờn cỏc tỏc giả nhận xét: Thực vật ở cỏc quần xà thực vật "Rừng mưa nhiệt đới" rất phức tạp.

Có nhiỊu dạng hàm toỏn học khỏc nhau để mụ tả phõn số này, tựy thuộc vào điều kiện và kinh nghiệm mà cỏc tỏc giả sử dụng cỏc hàm toỏn học khỏc nha

Nhỡn chung trong quần xà thực vật cỏc loài cõy thường cú hỡnh dạng khỏc nhau; dạng sống khỏc nha Nhưng cỏc thành viờn cựng một nhúm sinh thỏi thỡ đều giống nhau về dạng sống và quan hệ đối với hoàn cảnh xung quanh. Cỏc dạng sống này đều biểu hiện đến một mức độ nào đú cỏch sắp xếp hợp lý trong khụng gian. Cỏch sắp xếp diễn ra theo 2 hướng: thẳng đứng và nằm ngang. Cỏch sắp xếp này cú ý nghĩa quan trọng đối với việc phõn biệt cỏc quần thể phụ khỏc nha Cỏch sắp xếp theo hướng thẳng đứng của thực vật rừng tự nhiờn nhiệt đới được phỏc họa tốt nhất bằng biểu đồ mặt cắt đứng và hiểu biết hơn qua biểu đồ mặt cắt đứng nà

Nghiờn cứu về cấu trỳc tầng thứ rừng tự nhiờn nhiệt đới lỏ rộng thường xanh là một vấn đề phức tạp và việc xỏc định tầng thứ cũn có nhiỊu ý kiến khác nhaụ Cú tỏc giả cho rằng, ở kiểu rừng này chỉ cú một tầng cõy gỗ mà thôị Odum (1970)[18] cho rằng sự phõn tầng rừng rậm thuộc vùng Puecto Ricô không cú sự tập trung khối tỏn ở chiều cao riờng biệt nào cả. Cũn một số tỏc giả thỡ cho rằng, rừng lỏ rộng thường xanh cú từ 3 đến 5 tầng như Richards (1939) phõn rừng Nigeria thành 5 - 6 tầng. Như vậy, hầu hết cỏc tỏc giả khi nghiờn cứu về tầng thứ rừng tự nhiờn đều nhắc đến sự phõn tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xột hoặc đưa ra những kết luận định tớnh. Việc phõn chia cỏc tầng rừng theo chiều cao cũng mang tớnh chất cơ giới chứ chưa phản ỏnh

6

thực sự phõn tầng phức tạp của rừng tự nhiờn nhiệt đớ

1.1.3. Về phõn bố số cõy theo đường kớnh:

Phân bố số cây theo đường kớnh là quy luật cấu trỳc cơ bản của lõm phần và được nhiều nhà lõm học quan tõm nghiờn cứ

Meyer (1952) đà mụ tả phõn bố số cõy theo đường kớnh bằng phương trỡnh toỏn học, mà dạng của nú là đường cong giảm liờn tục. Phương trỡnh này được gọi là phương trỡnh Meyer.

Richards (1968)[23] trong cn "Rừng mưa nhiƯt đới" cịng đỊ cập đến phân bố số cây theo cấp đường kớnh, ụng coi dạng phõn bố là một dạng đặc trưng của rừng tự nhiờn hỗn loà Rollet (1985) cũng đà xỏc lập phương trỡnh hồi quy số cõy theo đường kớnh.

Ngoài ra cũn cú khỏ nhiều tỏc giả khỏc đề xuất một số hàm toán học như: Loetsch (1973) dựng hàm Beta để nắm phõn bố thực nghiệm, J.L.F Batista & H.T.Z Docouto (1992) nghiên cứu rừng nhiƯt đới ở Marsanboo - Brazin dựng hàm toỏn Weibull để mụ tả phõn bố N/D.

Cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu của cỏc tỏc giả trờn đà đúng gúp khỏ rừ rệt đối với việc kinh doanh rừng núi chung, tuy nhiờn với đối tượng rừng nhiệt đới Việt Nam cần phải được quan tõm và nghiờn cứu đầy đủ hơn.

1.1.4. Về tỏi sinh tự nhiờn dưới tỏn rừng:

Nghiờn cứu quỏ trỡnh tỏi sinh là một vấn đề được đặc biệt quan tõm trong cỏc nghiờn cứu về đặc điểm lõm học của rừng. Khi giải quyết vấn đề này, nhiều tỏc giả thống nhất là phải làm rừ những đặc điểm về sự hỡnh thành cơ quan sinh sản; thời kỳ ra hoa, quả và nhõn tố ảnh hưởng; phương thức phỏt tỏn hạt giống; sự hỡnh thành và động thỏi biến đổi của cõy mầm và cõy con

7

vậy, nhiều người cho rằng những hiểu biết chi tiết về những đặc điểm tái sinh chỉ giúp ích nhiỊu trong nghiờn cứu cơ bản về rừng, cũn để phục vụ trực tiếp cụng việc đề xuất cỏc biện phỏp lõm sinh thỡ chỉ cần biết số lượng và thành phần loài cõy hiện cú đà đạt đến chiều cao > 50 cm.

Tại Chõu Phi, trờn cơ sở các số liƯu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xỏc định số lượng cõy tỏi sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt, cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhõn tạ Tuy nhiờn, một số tỏc giả nghiờn cứu về tỏi sinh tự nhiờn rừng nhiệt đới Chõuỏ như Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định dưới tỏn rừng nhiệt đới thường đà cú đủ số lượng cõy tỏi sinh cú giỏ trị kinh tế, do vậy cỏc biện phỏp lõm sinh đề ra chủ yếu để bảo vệ và phỏt triển cõy tỏi sinh cú sẵn dưới tỏn rừng (Georege Baur, 1976)[1]. Theo Savas (1937), nghiên cứu một số nhõn tố ảnh hưởng đến tỏi sinh rừng phải bắt đầu từ giai đoạn hỡnh thành cơ quan di trun, sự hỡnh thành phấn hoa đến giai đoạn cõy con phỏt triển ổn định. Tuy nhiờn, do thiếu những phương phỏp nghiờn cứu trong cỏc giai đoạn đầu tiờn của quỏ trỡnh tỏi sinh rừng nờn trong thực tế người ta chỉ quan tõm đến thời kỳ từ khi cõy mạ phỏt sinh đến lỳc cõy con đạt đường kớnh < 8 cm (Georege Baur, 1976)[1].

1.1.5. Về cỏc phương thức xử lý rừng:

Cỏc phương thức lõm sinh ở rừng nhiệt đới đà thu hỳt sự chú ý cđa nhiỊu nhà nghiờn cứ Nhiều tỏc giả (Barmard, 1950; Baur,1964) đà phõn tớch chi tiết cỏc phương thức xử lý rừng mưa thụng qua cỏc biện phỏp chặt cải thiện tỏi sinh. Theo đú, việc lựa chọn cỏc phương thức xử lý rừng phải căn cứ trờn tỡnh hỡnh tỏi sinh dưới tỏn rừng đủ hay thiếu, những nhõn tố sinh thỏi chi phối đến quỏ trỡnh tỏi sinh rừng, thành phần loài cõy và sự biến đổi của mụi trường sau khai thỏc…Nói một cỏch khỏc là: một phương phỏp tỏc động được xõy dựng phự hợp theo cỏc nguyờn lý lõm sinh thỡ cỏc thế hệ cõy gỗ hợp thành rừng sẽ được nuụi dưỡng thu

8

(Nguyễn Văn Trương, 1983)[29].

Một vấn đề khỏc rất được quan tõm trong cỏc nghiờn cứu lõm học là xỏc định kớch thước và số lượng ụ đo đếm (ụ mẫu). Đối với cõy lớn (cõy cú đường kính ngang ngực lớn hơn 8 cm), người ta sử dụng nhiều kớch thước ụ đo đếm khỏc nhau: 1.0 ha; 0.1 – 0.5 ha; 0.04 0.05 h Những ụ cú kớch thước 0.1 - 1 ha được dựng để nghiờn cứu chi tiết kết cấu lõm phần như kết cấu tỉ thành rừng, kết cấu đường kớnh và chiều cao của rừngNgược lại những ụ cú kớch thước từ 0.04 0.1 ha được sử dụng để xỏc định phõn bố cõy theo diện tớch và mối quan hệ giữa cỏc loài cõy Đối với cõy tỏi sinh, diện tớch ụ đo đếm (gọi là ụ dạng bản) thay đổi từ 1m2 đến 100 m2 tựy theo tuổi và mật độ cõy tỏi sinh trờn 1 h Những ụ dạng bản từ 1 - 25 m2được dựng để thống kờ cõy con cú chiều cao thấp hơn 1 m, mật độ lớn hơn 1 000 cõy/ha; ngược lại, cỏc ụ dạng bản từ 25 - 100 m2được dựng để điều tra cõy tỏi sinh cú chiều cao trờn 1 m, mật độ dưới 1 000 cõy/h Những lựa chọn và kết quả trờn là những cơ sở khoa học rất tin cậy cho luận văn trong việc lựa chọn phương phỏp nghiờn cứ

1.2. Trong nước:

Những nghiờn cứu về đặc điểm lõm học và cấu trỳc rừng gỗ hỗn loài nước ta đà được nhiều tỏc giả đặc biệt quan tõm. Nguyễn Văn Trương (1986) [30] đà xõy dựng cơ sở khoa học cho cỏc nghiờn cứu cấu trỳc rừng. Theo tỏc giả, nghiờn cứu đặc điểm lõm học của rừng phải tập trung làm rừ những vấn đề về thành phần loài cõy, tỡm hiểu về cấu trỳc và từng loại rừng: cấu trỳc đứng, cấu trỳc đường kính thân cây, phân bố số cõy trờn mặt đất, cấu trỳc cỏc nhúm loài cõy, đặc điểm sinh thỏi của loài cõy, đặc điểm tỏi sinh và diễn thế cỏc thế hệ rừng…Một khi hiểu biết rõ những vấn đề này thỡ chỳng ta cú thể xõy dựng được cỏc biện phỏp tỏc động lõm sinh hợp lý.

9

người Phỏp thực hiện cỏc nghiờn cứu về rừng Đụng Dương, trong số đú đỏng kể nhất là cỏc nghiờn cứu của Gausser (1931), Maurand (1943); Rollet, Lý Văn Hội, Neang Sam Oil (1952)…Sau 1954 và đặc biệt từ 1975 đến nay, rừng nước ta đà được nhiều nhà nghiờn cứu trong và ngoài nước hết sức quan tâm. ở phía Bắc ViƯt Nam cú cỏc nghiờn cứu của Dương Hữu Thời (1961), Lờ Viết Lộc và Ngun Bội Quỳnh (1963), Vừ Văn Chi (1964), Trần Ngũ Phương (1970), Thỏi Văn Trừng (1970- 1978)[31]… ở phớa Nam, trước 1975 cú cỏc nghiờn cứu của Rollet (1960), Bar-ry, Phựng Trung Ngõn và Vừ Khắc (1962), Thỏi Cụng Tụng (1966) và M.Schmid (1974)…Những nghiờn cứu này chủ yếu đi vào khảo sỏt hệ thực vật rừng nhằm phõn loại thực vật và phõn chia kiểu thảm thực vật (Thỏi Văn Trừng,1978)[30].

Theo Đào Cụng Khanh (1995)[12], khi nghiờn cứu tổ thành loài cõy đối với rừng tự nhiờn ở Hương Sơn - Hà Tĩnh đà xỏc định tỷ lệ tổ thành của nhúm loài cõy mục đớch, nhúm loài cõy hỗ trợ và nhúm lồi cõy phi mục đớch cơ thĨ, đĨ từ đó đỊ xt biƯn pháp khai thác thích hợp cho từng đối tượng theo hướng điều chỉnh tổ thành hợp lý.

1.2.2. VỊ phân bố số cõy theo cấp chiều cao:

Đồng Sỹ HiỊn (1974)[9], khi nghiên cứu rừng tự nhiên cho thấy phân bố cây theo chiỊu cao ở cỏc lõm phần tự nhiờn hay trong từng loài cõy thường cú nhiều đỉnh, phản ỏnh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn.

Thỏi Văn Trừng (1970 - 1978)[31] đà thực hiện phõn loại chi tiết cỏc thảm thực vật rừng ViƯt Nam dựa trên "Nguyờn lý sinh thỏi phỏt sinh thảm thực vật". Tỏc giả đà phõn tớch rất kỹ động thái cđa các kiĨu rừng thứ sinh sau tác động cđa con ngườị VỊ cấu trỳc tầng thứ, tỏc giả cho rằng sự sắp xếp của cỏc cõy gỗ rừng mưa nhiệt đới theo chiều thẳng đứng thành 5 tầng, trong đú cú 3 tầng cõy gỗ lớn, 1 tầng cõy bụi và 1 tầng thảm tươi và đà chỉ ra độ cao giới hạn của cỏc tầng.

10

xem xột sự phõn tầng theo hướng định lượng. Tỏc giả đà phõn tầng theo cấp chiều cao một cỏch cơ giớ

Nhỡn chung, cỏc tỏc giả trờn đều cú cựng một quan điểm là cú sự phõn tầng trong rừng tự nhiờn nhiệt đới, và sự phõn tầng này cần phải được định lượng hoỏ thụng qua trắc đồ và cụng cụ toỏn học.

1.2.3. Về phõn bố số cõy theo đường kớnh:

Phõn bố số cõy theo đường kớnh (N/D) được xem là một tiêu chí quan trọng nhất khi nghiờn cứu cấu trỳc lõm phần, và là một trong những quy luật cơ bản của cấu trỳc lõm phần. Theo Nguyễn Văn Thờm (2002)[27], sự hiĨu biết vỊ cấu trúc N - D1.3 cú ý nghĩa lớn cả về sinh thỏi học và kỹ thuật lõm sinh. Về sinh thỏi học, phân tích cấu trúc thân cây cho phộp hiểu được tớnh phức tạp của quần xà thực vật thõn gỗ, phõn tớch tiềm năng sinh học và quan hệ cạnh tranh giữa cỏc loài, xỏc định tỏc động của mụi trường đến cõy rừng...Về lõm sinh, sự hiểu biết phõn bố đường kớnh thõn cõy cho phộp ứng dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật nuụi dưỡng và khai thỏc cõy rừng trong kinh doanh rừng.

Thống kờ cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu về rừng tự nhiờn ở ViƯt Nam cho thấy, phân bố số cõy theo đường kớnh của tầng cõy gỗ (D > 6 cm) có hai dạng chính: (1) Dạng giảm liờn tục và cú nhiều đỉnh phụ hỡnh răng cưa, (2) dạng một đỉnh hỡnh chữ J. Với mỗi dạng cụ thể, cỏc tỏc giả chọn những mụ hỡnh toỏn học thớch hợp để mụ phỏng.

Theo Đồng Sỹ HiỊn (1974)[9], khi lập biểu thể tớch cõy đứng rừng tự nhiờn đà nghiờn cứu nhiều lõm phần trờn cỏc địa phương khỏc nhau và đi đến kết luận chung là: dạng tổng quỏt phõn bố số cõy theo đường kớnh là phõn bố giảm nhưng do quỏ trỡnh khai thỏc chọn thụ khụng theo quy tắc, nờn đường thực nghiƯm

11

xanh cú thể biểu thị bằng một hàm số mũ. Nguyễn Hải Tuất (1982) đà sử dụng phõn bố khoảng cỏch để mụ tả phõn bố thực nghiệm dạng một đỉnh ngay sỏt cỡ đường kớnh bắt đầu đ

Qua tham khảo cỏc tài liệu cú liờn quan cho thấy, việc nghiờn cứu phõn bố số cõy theo đường kớnh trong thời gian gần đõy khụng chỉ dừng lại ở mục đớch phục vụ cụng tỏc điều tra như xỏc định tổng diện ngang, trữ lượng, mà chủ yếu là